专利名称：并联管网双闭环自动恒压供水控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及并联管网供水控制装置，尤其涉及一种并联管网双闭环自动恒压供水控制装置。
背景技术：
目前，在水泵并联经一总管向多个机组集中供水的系统，基于设备使用寿命限制和维护保养及管理的客观规律与需要，水泵需要定期倒换，机组虽然总量一定，但因生产组织和检修等需要，也不是固定量，存在时多时少，故设备倒切的频繁，生产组织与指挥的繁琐，供水压力的波动，不仅使工作量增加，更使因长期供水压力的波动使总管的使用安全性、生产安全性和因压力不稳定对生产质量等产生了直接的危害。一次总管崩裂轻者使正常的生产中断和伴随的生产经济损失，或者对质量影响而带来的经济损失，重者对依靠外部供水冷却的密闭设备产生爆炸的危险，其产生的恶劣后果可见一斑。因此，研究和解决在并联水泵经单一管道向多个机组实现恒压稳定供水的控制技术，不但是节约电耗的需要，而且也是降低维修量和延长水泵、电动机及管网适用寿命的需要；不仅是促进生产和质量稳定的需要，更是促进安全生产的需要。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种并联管网双闭环自动恒压供水控制装置，能够实现自动恒压供水控制，运行可靠。本实用新型采用下述技术方案:一种并联管网双闭环自动恒压供水控制装置，包括变频器、PLC单元、监控器和压力变送器，所述的压力变送器设置在出水总管上，压力变送器的信号输出端与PLC单元的信号输入端连接，PLC单元的信号输出端与变频器的信号输入端连接，所述变频器的信号输出端与并联管网水泵电机连接，所述的监控器与PLC单元通信连接。所述的PLC单兀包括中央处理模块、电源模块、开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块，所述的压力变送器的信号输出端与模拟量输入模块连接，模拟量输出模块与变频器的输入端连接，开关量输入模块与外部操作元器件连接，开关量输出模块与变频器的开关量控制端连接；所述的模拟量输入模块还与变频器的模拟量输出模块连接。所述的监控器设置有压力设定模块。本实用新型由监控器、PLC单元和压力变送器、变频器共同完成自动恒压供水，PLC和变频器的结合是系统控制的核心装置，它采用压力变送器采集管网的压力，经过PLC和变频器的双重处理，使整体恒压控制达到控制恒稳，运行可靠，能有效避免外界工况的影响；使无论是点对点供水模式，还是并联供水给并联机组的供水模式都能够实现稳定恒压供水，它不受水泵做功不等，负荷用水不同等外界工况的影响，也从根本上解决了这些技术难题，始终能够保证供水压力的稳定；其具备高性能的功能，无论水泵如何组合运行，机组是否处于生产状态，水泵距离出水总管的位置如何和做功是否均等，都能够实时保障系统供水压力的稳定控制。综上所述，本实用新型操作简单，使用方便，运行安全可靠，能够促进机电设备的长周期运行，降低电能消耗，延长管网的使用寿命，稳定生产质量，避免因供水中断而产生的安全事故。
图1为本实用新型的电路原理图；图2为本实用新型中PLC单元的电路框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一种并联管网双闭环自动恒压供水控制装置，包括变频器1、PLC单元2、监控器3和压力变送器4，所述的压力变送器4设置在出水总管上，压力变送器4的信号输出端与PLC单元2的信号输入端连接，PLC单元2的信号输出端与变频器I的信号输入端连接，所述变频器I的信号输出端与并联管网水泵电机连接，所述的监控器3经双绞屏蔽线与PLC单元2通信连接。其中监控器3采用单片机控制，监控器3设置有压力设定模块，可以对过程压力值，负载运行状态实时监控；同时也可以进行故障报警。如图2所示，所述的PLC单元2包括中央处理模块22、电源模块21、开关量输入模块23、开关量输出模块24、模拟量输入模块25和模拟量输出模块26,所述的压力变送器4的信号输出端与模拟量输入模块25连接，模拟量输出模块26与变频器I的输入端连接，开关量输入模块23与外部操作元器件连接，外部操作元器件是根据用户的操作需要的按钮、选择开关等；开关量输出模块24与变频器I的开关量控制端连接；所述的模拟量输入模块还与变频器的模拟量输出模块连接(接收变频器的速度信号)。其中PLC单元2利用内部PID控制模型，同时把PLC单元的经过PID调节后的变频器控制的目标给定值模拟量输出作为变频器I的输入给定值，再把PLC单元的压力模拟量输出值作为变频器I的另一个模拟量输入值，最后由变频器I进行控制以驱动水泵电动机实现自动转速恒稳调节。如图1、图2所示，本实用新型安装在需要点对点恒压供水或并联水泵对并联机组的恒压自动供水控制的水泵站，压力变送器4安装在出水总管上，变频器I与水泵电动机连接，监控器3由操作工操控。操作工通过对监控器3的压力参数设置和控制状态的选择，以及向PLC发送起动信号，PLC接收到起动信号以后经过CPU22判断和处理，由开关量输出模块24输出一信号给变频器1，变频器I接收到起动信号后则起动电动机使水泵运行，CPU22检测到压力变送器4的压力信号与监控器3的压力给定值进行比较及运算处理，经模拟量输出模块26给变频器I发送一模拟量信号，变频器I在接收到该信号后与模拟量输出模块26的另一个模拟量信号进行PID运算处理，最后经过变频器I驱动和控制水泵电动机，使变频器I的输出速度与监控器3的设定值无限的接近，从而实现电动机转速的恒稳控制。当负载发生变化使用水量不是很大时，一台泵在变频器I的控制下即完成自动恒压供水控制；当负载发生变化使用水量增大到变频器I全速运行也不能达到设定压力值时，CPU22同时检测到压力变送器4和变频器I的速度信号，经过开关量输出模块24自动将原工作在变频状态下的泵，投入到工频运行，以保持压力的连续性，同时将一台备用的泵由开关量输出模块24发送起动信号并用变频器I起动后投入运行，进而由PLC单元2和变频器I的双闭环控制以保证系统的供水量和压力的稳定；若两台泵运转而PLC单元2检测由压力变送器4采集的压力仍不能达到由监控器3的压力设定值，则依次将变频工作状态下的泵投入到工频运行，而将另一台备用泵投入变频运行，再由PLC单元2和变频器I的双闭环控制以保证系统的供水量和压力的稳定；当负荷发生变化使用水量减少时，变频器I已工作在最低速度，监控器3监控的压力已经达到上限值，由CPU22发出指令使开关量输出模块24输出停运信号把工频运行的泵停掉，进而由PLC单元2和变频器I的双闭环控制以保证系统的供水量和压力的稳定；当变频器I已工作在最低速度，监控器3监控的压力已经达到上限值仍存在时，PLC单元2再停掉一台工频运行的水泵，直到最后一台泵由PLC单元2和变频器I的双闭环控制以保证系统的供水量和压力的稳定。综上所述，由变频器1、PLC单元2、监控器3和压力变送器4组成的双闭环自动恒压供水装置，能够适应于点对点供水模式和多个水泵并联对多个机组并联供水的模式，无论外界工况如何变化，都能够始终保证管网压力的恒稳。
权利要求1.一种并联管网双闭环自动恒压供水控制装置，其特征在于:包括变频器、PLC单元、监控器和压力变送器，所述的压力变送器设置在出水总管上，压力变送器的信号输出端与PLC单元的信号输入端连接，PLC单元的信号输出端与变频器的信号输入端连接，所述变频器的信号输出端与并联管网水泵电机连接，所述的监控器与PLC单元通信连接。
2.根据权利要求1所述的并联管网双闭环自动恒压供水控制装置，其特征在于:所述的PLC单兀包括中央处理模块、电源模块、开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块，所述的压力变送器的信号输出端与模拟量输入模块连接，模拟量输出模块与变频器的输入端连接，开关量输入模块与外部操作元器件连接，开关量输出模块与变频器的开关量控制端连接；所述的模拟量输入模块还与变频器的模拟量输出模块连接。
3.根据权利要求1所述的并联管网双闭环自动恒压供水控制装置，其特征在于:所述的监控器设置有压力设定模块。
专利摘要本实用新型公开了一种并联管网双闭环自动恒压供水控制装置，包括变频器、PLC单元、监控器和压力变送器，所述的压力变送器设置在出水总管上，压力变送器的信号输出端与PLC单元的信号输入端连接，PLC单元的信号输出端与变频器的信号输入端连接，所述变频器的信号输出端与并联管网水泵电机连接，所述的监控器与PLC单元通信连接。本实用新型操作简单，使用方便，运行安全可靠，能够促进机电设备的长周期运行，降低电能消耗，延长管网的使用寿命，稳定生产质量，避免因供水中断而产生的安全事故。
文档编号E03B1/02GK203160317SQ20132007629
公开日2013年8月28日 申请日期2013年2月19日 优先权日2013年2月19日
发明者李建生, 刘焱 申请人:河南环通电气有限责任公司